原文传递
特殊地域环境路基表面加热冷却过程数值模拟
| 论文题名： | 特殊地域环境路基表面加热冷却过程数值模拟 |
| 关键词： | 特殊地域环境;路基表面;加热冷却过程;数值模拟 |
| 摘要： | 加速加载试验是通过模拟实际行车道路中的环境及荷载,研究道路材料性能、破坏机理并解决实际工程问题的有效方法。足尺加速加载系统可对实际道路结构进行1:1比例复制,消除小比例加速加载系统中的边界效应,因此在世界范围内被越来越广泛的采用。已有的研究表明,道路材料对极端温度有显著的敏感性,因此在加速加载实验中需要对实验道路的路面温度进行精确控制。国外现有的足尺加速加载系统均为开放式系统,尚无法对实验道路的路面温度进行控制。本课题中涉及的“特殊地域环境结构材料试验装置”为封闭式加速加载试验环道,环道内部的空气温度及路面温度均可控制。因此空气温度及路面温度控制系统在整个试验装置中处于很重要的位置。 由于可作为参考的国内外相关工程以及文献资料较少,因此采用数值模拟的方法为该试验装置的空气温度及路面温度控制系统的设计和建设提供理论基础和数据支持。本文利用商用CFD软件AnsysFluent及集成优化软件AnsysDesignXplorer,对加速加载试验系统的路基表面送风加热、冷却过程进行模拟计算,并对其系统设计参数及送风方案进行优化。 首先研究了不同送、回风口布置方式、风口尺寸、风口距地高度等参数对道路表面平均温度和温度均匀性的影响,然后提出进一步的提升路面温度均匀性的设计方案并分析了可行性,最后提出了摆动式送风方式的方案。以道路表面温度均匀性为优化指标,针对冷热空气不同的物理性质,确定了最优的风口摆动角度及摆动周期。数值模拟结果表明,利用摆动式送风时间分配方案2,试验路面的加热冷却过程温度均匀性达到了设计任务书中3K的指标,并且容易应用在实际工程建设中。 |
| 作者： | 金光日 |
| 专业： | 工程热物理 |
| 导师： | 李炳熙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
